JP2002053964A - Head for vaporizing various precursors in chemical vapor phase deposition, and allowing the precursors to flow on semiconductor wafer - Google Patents

Head for vaporizing various precursors in chemical vapor phase deposition, and allowing the precursors to flow on semiconductor wafer

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JP2002053964A
JP2002053964A JP2001219405A JP2001219405A JP2002053964A JP 2002053964 A JP2002053964 A JP 2002053964A JP 2001219405 A JP2001219405 A JP 2001219405A JP 2001219405 A JP2001219405 A JP 2001219405A JP 2002053964 A JP2002053964 A JP 2002053964A
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ダブリュー ク ヴィンセント
Shi Min
シ ミン
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ユアン シアオシオン
Anzhong Chang
チャン アンゾーン
Anh N Nguyen
エヌ グイェン アン
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/4485Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by evaporation without using carrier gas in contact with the source material
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    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45563Gas nozzles
    • C23C16/4557Heated nozzles

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vaporizer head for allowing the vaporized precursor compound for depositing a metal and other layers on a semiconductor to uniformly flow to a treatment chamber under a low pressure. SOLUTION: This vaporizer head has a valve-like body having the axis 20, a long cavity 22 and an input end and an output end. The cavity 22 has an opening 24 for receiving the flow of the precursor compound 46. A plurality of passages 30 and 34 for the flow of the vapor phase through the head 12 are provided. The passages 30 and 34 are extended in a radial direction around a wheel in a spoke shape along the cavity at angles 60, 62 and 64 inclined to the axis from the cavity 22 to a tapered output surface 32 of the head 12. The cavity 22 has a well-shaped bottom part 26 which traps liquid droplets or particles of the precursor compound, and prevents the liquid droplets or the particles other than the vapor phase from being separated away from the head. A plurality of passages have a sufficiently large diameter so that only the low pressure drop is present in the vapor phase flowing through the head.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、タンタル、タンタ
ルナイトライド、チタン等の物質の薄膜を堆積するため
に、固体及び/または流体の先駆物質化合物を気化し、
及び半導体の表面への化学気相堆積中にそれらを気相と
して処理チャンバへ注入するためのヘッドに関する。
The present invention relates to the vaporization of solid and / or fluid precursor compounds for depositing thin films of materials such as tantalum, tantalum nitride, titanium and the like.
And a head for injecting them as a gas phase into a processing chamber during chemical vapor deposition on semiconductor surfaces.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体の使用及び有用性の増加が新し
い、または改良された製造装置およびハードウェアと共
に半導体の設計及び製造に対する新しいプロセス及び材
料の発達によってなされている。設計及び新規な物質
の、最近の重要な改良は、VLSIの動作の高速性及び
高密度化へ導いている。例えば、タンタル、チタン及び
他の物質のような新規な物質の使用は、それらを半導体
の表面へ適用する、より効率的な方法に対する必要性へ
導いている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Increased use and utility of semiconductors is driven by the development of new processes and materials for semiconductor design and manufacture, along with new or improved manufacturing equipment and hardware. Recent significant improvements in design and new materials have led to higher speeds and higher densities of VLSI operation. For example, the use of new materials, such as tantalum, titanium and other materials, has led to the need for more efficient methods of applying them to semiconductor surfaces.

【0003】タンタル、チタン等のような金属の層また
は膜はVLSIへの処理中に半導体ウエハの露出された
表面へCVDによって堆積することができる。例えば、
金属タンタル、すなわちペンタジエチルアミノタンタル
(pentadiethylaminotantalum:PDEAT)の先駆化合物
(原料化合物)が圧力及び温度のある条件の下で気化さ
れ、CVD処理に使用される化合物のガス状の相及び気
相を得て、金属の層を形成するいろいろな金属の先駆化
合物は、それらを気相に変化しそれらを保持するため
に、低い圧力(例えば、1トルまたはそれ以下、及び上
昇された温度(例えば、およそ100℃))を必要とす
る。これについては以下に詳細に説明される。
[0003] Layers or films of metals such as tantalum, titanium, and the like can be deposited by CVD on exposed surfaces of semiconductor wafers during VLSI processing. For example,
Metal tantalum, that is, pentadiethylamino tantalum
The precursor compound (raw material compound) of (pentadiethylaminotantalum: PDEAT) is vaporized under certain conditions of pressure and temperature to obtain a gaseous phase and a gaseous phase of the compound used in the CVD process to form a metal layer. Precursors of various metals require low pressures (eg, 1 Torr or less and elevated temperatures (eg, about 100 ° C.)) to convert them into the gas phase and retain them . This will be described in detail below.

【0004】半導体ウエハ上にCVDによって堆積され
る金属の層は厚さが一様であることが望ましい。これを
達成するために、半導体ウエハが処理される処理チャン
バへ流す金属の化学気相先駆化合物は流れの方向及び大
きさは、気相がウエハに向かって一様に分配され、一様
に流れるように制御される必要がある。更に、タンタ
ル、チタンなどのような金属の先駆化合物を用いるCV
Dプロセスステップは、低い圧力状態に維持されたチャ
ンバ内で行なわれるので、気化器ヘッドを通るチャンバ
へのガス気相の流れはヘッドによってできる限り邪魔さ
れないようにする必要がある。このヘッドは、ヘッドを
横切る圧力低下が低い(例えば、1トルの数分の1)で
あるように高い流れコンダクタンスを有さなければなら
ない。また、気相は、液滴または粒子への気相の凝縮を
避けるために、それがヘッドを通過し、チャンバへ入る
に従って、温度が制御されなければならない。本発明
は、これらの必要性を満たす改良された特性を有する簡
単で、効率のよい気化器ヘッドを提供する。
It is desirable that the metal layer deposited on a semiconductor wafer by CVD has a uniform thickness. To achieve this, the chemical vapor precursor of the metal flowing into the processing chamber in which the semiconductor wafer is processed is such that the direction and magnitude of the flow is such that the gas phase is evenly distributed toward the wafer and flows uniformly Need to be controlled as follows. Furthermore, CVs using precursor compounds of metals such as tantalum, titanium, etc.
Since the D process step is performed in a chamber maintained at a low pressure, the flow of gaseous gas into the chamber through the vaporizer head must be as disturbed as possible by the head. The head must have high flow conductance such that the pressure drop across the head is low (eg, a fraction of a Torr). Also, the temperature of the gas phase must be controlled as it passes through the head and enters the chamber to avoid condensation of the gas phase into droplets or particles. The present invention provides a simple and efficient vaporizer head with improved properties to meet these needs.

【0005】[0005]

【本発明の概要】本発明の特定の実施の形態によって、
半導体表面への、例えばチタン、タンタル等のような物
質の化学気相堆積に有用な先駆化合物の気相の、低圧力
用の気化器ヘッドが提供される。この気化器ヘッドは、
中心軸、外径、外側表面、入力端、出力端、及びこれら
の端間にある長さを有する本体を有する。この本体は、
入力端から気化された先駆化合物の流れを受けるための
出力端近くまで、しかし出力端を通らない中心軸に沿っ
てキャビティを画定する。このキャビティは、発生する
かもしれない凝縮された先駆化合物の液滴または粒子を
含むための閉じた井戸状の端部を有している。また、こ
の本体は、外側表面を通るキャビティから外方への気相
の流れのためにヘッドを通る複数の通路を画定する。各
通路は、ある長さ及び直径を有し、且つ中心軸に対して
それぞれの角度で中心軸から放射状に延びている。複数
の通路は十分に大きな直径を有していて、低い圧力の滴
のみがそれらを通過して流れて、気化し、気相が半導体
表面へ一様に流れるようにヘッドを通って流れる気相を
分散させる。このヘッドは、それを通って流れる気相に
対して所望の動作温度を与える。
SUMMARY OF THE INVENTION According to a specific embodiment of the present invention,
A vapor phase, low pressure vaporizer head of a precursor compound useful for chemical vapor deposition of materials such as titanium, tantalum, etc. on semiconductor surfaces is provided. This vaporizer head is
A body having a central axis, an outer diameter, an outer surface, an input end, an output end, and a length between the ends. This body is
A cavity is defined from the input end to near the output end for receiving a flow of vaporized precursor compound, but along a central axis that does not pass through the output end. The cavity has a closed well end for containing any condensed precursor compound droplets or particles that may be generated. The body also defines a plurality of passages through the head for flow of the gaseous phase out of the cavity through the outer surface. Each passage has a length and diameter and extends radially from the central axis at a respective angle to the central axis. The passages have sufficiently large diameters that only low pressure droplets flow through them, vaporize, and flow through the head so that the gas phase flows uniformly to the semiconductor surface. Disperse. The head provides the desired operating temperature for the gas phase flowing therethrough.

【0006】1つの特定の実施の形態において、本発明
は、物質の層の化学気層堆積に有用な先駆化合物の気相
を半導体へ与えるための気化器ヘッドである。このヘッ
ドは、中心軸、外径、外側表面、入力端、出力端、及び
これらの端間にある長さを有する本体を有する。この本
体は、入力端から気化された先駆化合物の流れを受ける
ための出力端近くまで、しかし出力端を通らない中心軸
に沿ってキャビティを画定する。このキャビティは、発
生するかもしれない凝縮された先駆化合物の液滴または
粒子を収容するための閉じた井戸状の底部を有してい
る。この本体は、外側表面を通るキャビティから外方へ
の気相の流れのためにヘッドを通る複数の通路を画定す
る。各通路は、ある長さ及び直径を有し、且つ中心軸に
対してそれぞれの角度で中心軸から放射状に延びてい
る。複数の通路は十分に大きな直径を有していて、約1
トル以下の圧力の液滴のみがそれらを通過して流れて、
気化し、気相が半導体表面へ一様に流れるようにヘッド
を通って流れる気相を分散させる。このヘッドは、それ
を通って流れる気相に対して所望の動作温度を与える。
[0006] In one particular embodiment, the present invention is a vaporizer head for providing a semiconductor with a vapor phase of a precursor compound useful for chemical vapor deposition of a layer of material. The head has a body having a central axis, an outer diameter, an outer surface, an input end, an output end, and a length between the ends. The body defines a cavity from the input end to near the output end for receiving a flow of vaporized precursor compound, but along a central axis that does not pass through the output end. This cavity has a closed well-shaped bottom for containing any condensed precursor compound droplets or particles that may be generated. The body defines a plurality of passages through the head for flow of the gaseous phase out of the cavity through the outer surface. Each passage has a length and diameter and extends radially from the central axis at a respective angle to the central axis. The plurality of passages have a sufficiently large diameter and have a diameter
Only droplets with a pressure below Torr flow through them,
Vaporization disperses the gas phase flowing through the head such that the gas phase flows uniformly to the semiconductor surface. The head provides the desired operating temperature for the gas phase flowing therethrough.

【0007】他の特定の実施の形態において、本発明
は、半導体への金属層及び他の層の化学気層堆積中に気
化した先駆化合物を処理チャンバへ流すための気化器ヘ
ッドである。このヘッドは、中心軸、内方へテーパの付
けられた外側表面、入力端、出力端、及びこれらの端間
にある長さを有する本体を有する。この本体は、中心軸
に沿い、且つ気化された先駆化合物の流れを受けるため
の入力端における開口を有するキャビティを画定する。
このキャビティは、先駆化合物の液滴または粒子を含む
ための、そして気相を除いてそれらがヘッドを離れるの
を妨げる、出力端の近くに閉じた井戸状の底部を有して
いる。この本体は、気相の流れのために第1の複数の通
路を画定する。各通路は、ある長さ及び直径を有し、且
つキャビティから下部の外側表面まで中心軸に対して第
2の傾斜した角度で、ホイールのスポークのようにキャ
ビティから放射状に延びている。この本体は、それぞれ
ある長さと直径を有し、キャビティの井戸状の底部の少
し上から本体の出力端へ延びる第3の複数の通路を画定
する。複数の通路は、十分大きな直径を有していて、動
作中に1トルの何分の1かの圧力の滴のみの、そこを通
って流れる気相の流れを生じる。
In another specific embodiment, the present invention is a vaporizer head for flowing precursor compounds vaporized during chemical vapor deposition of metal and other layers onto a semiconductor to a processing chamber. The head has a body having a central axis, an inwardly tapered outer surface, an input end, an output end, and a length between the ends. The body defines a cavity along the central axis and having an opening at an input end for receiving a flow of vaporized precursor compound.
This cavity has a closed well-shaped bottom near the output end for containing droplets or particles of the precursor compound and preventing them from leaving the head except in the gas phase. The body defines a first plurality of passages for a gas phase flow. Each passageway has a length and diameter and extends radially from the cavity like a wheel spoke at a second oblique angle from the cavity to the lower outer surface with respect to the central axis. The body has a length and diameter, respectively, and defines a third plurality of passages extending slightly above the well bottom of the cavity to an output end of the body. The plurality of passages have a sufficiently large diameter to produce a gas phase flow therethrough during operation which is only a fraction of a Torr drop in pressure.

【0008】さらに、他の実施の形態において、本発明
は、半導体ウエハへの化学気相堆積用の装置である。こ
の装置は、準大気圧で維持される処理チャンバ、処理中
にウエハを保持するための、チャンバ内にあるプラット
フォームまたはサセプタ、及びウエハ上へ金属層および
他の層を化学気相堆積するための気化した先駆化合物を
チャンバへおよびウエハ上へ流すための気化器ヘッドを
有する。このヘッドは、中心軸、外側表面、入力端、出
力端、及びこれらの端間にある長さを有する本体を有す
る。この本体は、気化された物質の流れを受けるための
入力端にある開口を有する、中心軸に沿って延びるキャ
ビティを画定する。このキャビティは先駆化合物の液滴
及び粒子を集め、且つそれらが気相を除いてヘッドを離
れるのを妨げるための、本体の出力端近くにある閉じた
井戸上の底端を有す。この本体は気化した物質の流れに
対してヘッドを通過する複数の通路を画定する。各通路
は、ある長さと直径を有し、且つキャビティから外側表
面へ、中心軸に対して傾斜した角度でキャビティに沿っ
て、及びキャビティの周りからホイールのスポークのよ
うに放射状に延びている。複数の通路は、十分大きな直
径を有していて、それらを通って流れる気化した先駆化
合物へ1トルの何分の1かの圧力滴を与え、気化した先
駆化合物がウエハ表面上に一様に流れるように、ヘッド
を通して流れを分散させる。
[0008] In yet another embodiment, the invention is an apparatus for chemical vapor deposition on a semiconductor wafer. The apparatus includes a processing chamber maintained at sub-atmospheric pressure, a platform or susceptor in the chamber for holding the wafer during processing, and for chemical vapor deposition of metal and other layers on the wafer. It has a vaporizer head for flowing the vaporized precursor compound into the chamber and onto the wafer. The head has a body having a central axis, an outer surface, an input end, an output end, and a length between the ends. The body defines a cavity extending along a central axis having an opening at an input end for receiving a flow of vaporized material. The cavity has a bottom end on a closed well near the output end of the body to collect droplets and particles of the precursor compound and prevent them from leaving the head except in the gas phase. The body defines a plurality of passages through the head for a flow of vaporized material. Each passage has a length and diameter and extends radially from the cavity to the outer surface, along the cavity, at an angle to the central axis, and around the cavity, like a spoke of a wheel. The passages have sufficiently large diameters to provide a pressure drop of a fraction of a Torr to the vaporized precursor flowing therethrough so that the vaporized precursor is uniformly distributed over the wafer surface. Disperse the flow through the head as it flows.

【0009】本発明の多くの利点の完全な認識と共に、
本発明のより良い理解は、添付図面及び請求項と共に与
えられた以下の記載から得られる。
With a full appreciation of the many advantages of the present invention,
A better understanding of the present invention may be had from the following description, given in conjunction with the accompanying drawings and claims.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1を参照すると、本発明による
いろいろな物質の、半導体上への化学気相堆積(CV
D)に有用な装置10が示されている。装置10は、本
発明の特徴を含み、そして断面で示された処理チャンバ
14、(点線の矩形によって示されている)、サセプタ
(プラットフォーム)16、及びヘッド12の下にある
プラットフォーム上に配置された半導体ウエハ18を含
む。チャンバ14は、ウエハ18のCVD処理中に準大
気圧に維持されように適合される。この処理中、ウエハ
は、プラットフォーム16によって上昇された温度(例
えば、約400℃)に加熱される。チャンバ14とプラ
ットフォーム16は良く知られており、さらにここで説
明しない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Referring to FIG. 1, chemical vapor deposition (CV) of various materials according to the present invention on a semiconductor.
An apparatus 10 useful in D) is shown. Apparatus 10 includes features of the present invention and is disposed on a platform below processing chamber 14, shown in cross-section, (shown by a dotted rectangle), susceptor (platform) 16, and head 12. Semiconductor wafer 18. Chamber 14 is adapted to be maintained at sub-atmospheric pressure during CVD processing of wafer 18. During this process, the wafer is heated to an elevated temperature (eg, about 400 ° C.) by platform 16. Chamber 14 and platform 16 are well known and will not be described further here.

【0011】気化器ヘッド12は、図示されていない手
段によってチャンバ14の上部に気密にシールされてい
る。気化器ヘッド12の本体は、一般に円筒型であり、
ウエハ18の中心に整列される垂直の中心軸20を有す
る。ヘッド12は、軸20と同心円である垂直キャビテ
ィ22を有する。このキャビティは、気相が入るための
上部開口24と閉じられた井戸上の底部端26を有す
る。複数の伸びた通路30がホイールのスポーク状にキ
ャビティ22から外方へ、及び角度をもって下方に放射
状になっている。以下に説明されるように、それぞれの
通路30は、垂直に間隔があけられ、中心軸20の回り
に円周上に一様に間隔が設けられている。各々の通路3
0はそれぞれキャビティ22への入力端開口とヘッド1
2のテーパのついた側面32を通って処理チャンバ14
への出力端開口を有している。また、キャビティ22の
底部端26の近くに外方及び下方へ放射する小さな通路
34の群がある。通路34の各々は底部端26の幾らか
上に位置している、キャビティ22の入力端開口及びヘ
ッド12の平らな底面36を通りチャンバ14への出口
開口を有している。
The carburetor head 12 is hermetically sealed to the top of the chamber 14 by means not shown. The body of the vaporizer head 12 is generally cylindrical,
It has a vertical central axis 20 aligned with the center of the wafer 18. The head 12 has a vertical cavity 22 that is concentric with the axis 20. This cavity has a top opening 24 for entry of the gas phase and a bottom end 26 on a closed well. A plurality of elongated passages 30 radiate outwardly and angularly downwardly from the cavity 22 in the shape of wheels. As will be described below, each passage 30 is vertically spaced and uniformly spaced circumferentially about central axis 20. Each passage 3
0 denotes the input end opening to the cavity 22 and the head 1
Processing chamber 14 through two tapered sides 32
To the output end. Also near the bottom end 26 of the cavity 22 is a group of small passages 34 that radiate outward and downward. Each of the passages 34 has an input end opening in the cavity 22 and an exit opening into the chamber 14 through the flat bottom surface 36 of the head 12, located somewhat above the bottom end 26.

【0012】装置10の動作中、気化器ヘッド12は、
商業的に利用可能な形式の電気ヒータ40によって所望
の温度(例えば、約100℃)に上昇される。先駆物質
源(図示せず)は、矢印42によって示されたように、
先駆物質をモジュール44へ供給する。モジュールは、
必要に応じて超音波及び/または熱エネルギーを入って
くる先駆物質に与えることもでき、矢印46によって示
されたように、気相がヘッド12の入力開口24に入る
に従って先駆物質が適切に気化されるのを確かなものに
する。この気化された物質は、矢印で示されたように、
キャビティ22の下方へ、通路30と34のそれぞれ通
路へ、そしてプロセスチャンバ14へ流れる。以下に詳
細に説明されるように、気化器ヘッド12は、通路30
と34を通る気相の流れがチャンバへ一様に、そしてウ
エハ18の表面に向かって下方へ一様に流れる。通路3
0と34を通って流れる気相の流れは、良好な熱伝導率
を有するアルミニウムの固体ブロックで形成される気化
器ヘッド12から伝達された熱によって所望の温度に保
たれる。キャビティ22とそれぞれの通路30、34
は、ヘッド12の本体に容易に加工される。
During operation of the apparatus 10, the vaporizer head 12
The desired temperature (eg, about 100 ° C.) is raised by an electric heater 40 of a commercially available type. A precursor source (not shown), as indicated by arrow 42,
The precursor is supplied to module 44. The module is
Ultrasound and / or thermal energy can also be applied to the incoming precursor, if desired, so that the precursor properly vaporizes as the gas phase enters the input opening 24 of the head 12, as indicated by arrow 46. To be done. This vaporized substance, as indicated by the arrow,
It flows below the cavity 22, into each of the passages 30 and 34, and into the process chamber 14. As described in more detail below, the vaporizer head 12 includes a passage 30
And 34 flow uniformly into the chamber and downwardly toward the surface of the wafer 18. Passage 3
The gas phase stream flowing through 0 and 34 is maintained at the desired temperature by heat transferred from the vaporizer head 12 formed of a solid block of aluminum having good thermal conductivity. Cavity 22 and respective passages 30, 34
Is easily processed into the main body of the head 12.

【0013】残っているキャビティ22の底にある井戸
状の端部26は、キャビティ22の入力開口24に入る
気相の流れ46に、たまたま存在する全ての液滴または
粒子を集める働きをする。井戸状の端部26に集められ
た浮遊する液体または固体物質は、ヘッド12からの熱
によって素早く気化され、従って、気相を除いてチャン
バへ入るのが妨げられる。
The well-shaped end 26 at the bottom of the remaining cavity 22 serves to collect any droplets or particles that happen to be present in the gaseous stream 46 entering the input opening 24 of the cavity 22. The suspended liquid or solid material collected at the well end 26 is quickly vaporized by heat from the head 12 and thus is prevented from entering the chamber except for the gas phase.

【0014】図2を参照すると、気化器ヘッド12の斜
視図が示されている。通路30の出口端がそれぞれのブ
ラケット(中括弧)50、52、54によって示される
3つの垂直に間隔が開けられた円形の行内に配列されて
示されている。行50、52、54の各々にある通路3
0は、中心軸20に対して同じ角度で間隔が開けられて
いる。図示された気化器ヘッド12の特定の例では、通
路30は、本体12の中心軸の周りに45℃の角度によ
って等しく間隔が開けられている。従って、行50、5
2、54の各々に8つ、全部で24の通路がある。小さ
な通路34は90度の角度によって間隔があけられて、
4つあり、通路30と34を合わせると全部で28の通
路がある。
Referring to FIG. 2, a perspective view of the carburetor head 12 is shown. The exit end of passage 30 is shown arranged in three vertically spaced circular rows, indicated by respective brackets (curly braces) 50,52,54. Passage 3 in each of rows 50, 52, 54
Zeros are spaced at the same angle relative to the central axis 20. In the particular example of the carburetor head 12 shown, the passages 30 are equally spaced by a 45 ° angle about the central axis of the body 12. Therefore, rows 50, 5
There are 8 passages in each of 2, 54, for a total of 24 passages. The small passages 34 are spaced by a 90 degree angle,
There are four, and there are a total of 28 passages when passages 30 and 34 are combined.

【0015】図3Aを参照すると、図2の点線3A−3
Aに沿った気化器ヘッド12の断面図が示されている。
小さく示されているけれども、ヘッド12のこの断面
は、図1に示されたものと同じであることに留意すべき
である。図3Aに示されているように、一番上の行50
にある2つの通路30だけがこの断面に見ることがで
き、これらの通路30は、それぞれ上部の開口24のす
ぐ下にある入口端30−1開口を有している。これらの
通路30(及びこの図面における他の通路30)は、中
心軸に対してアーク60によって示された角度でヘッド
12の本体に形成されている。一番上の行50にある他
の2つの通路30は、図示された通路に対して中心軸2
0の周りに90度の角度で配置されているので図3Aに
は見ることができないが、その上部開口24付近にそれ
ぞれの入力端30−1開口を有している。これらの見え
ない通路もまた同じ下向きの角度60で存在している。
Referring to FIG. 3A, dotted line 3A-3 in FIG.
A cross-sectional view of the carburetor head 12 along A is shown.
Although shown small, it should be noted that this cross section of head 12 is the same as that shown in FIG. As shown in FIG. 3A, the top row 50
Are visible in this cross-section, each having an inlet end 30-1 opening just below the upper opening 24. These passages 30 (and other passages 30 in this figure) are formed in the body of the head 12 at an angle indicated by the arc 60 with respect to the central axis. The other two passages 30 in the top row 50 have a central axis 2 with respect to the passages shown.
Although not visible in FIG. 3A since it is located at an angle of 90 degrees around zero, it has a respective input end 30-1 opening near its upper opening 24. These invisible passages also exist at the same downward angle 60.

【0016】図2に関して前述したように、ここに図示
されている本発明の特定の実施の形態において、気化器
ヘッド12は、上方の行50にある下方の出口端を有す
る8つの通路30を有し、それらの出口端の全ては、ヘ
ッド12のテーパのつけられた面32の周りに単一の円
に沿って存在する。いま説明したように、4つのこれら
の通路30だけが上部開口24の近くに90度の間隔で
入力端30−1の開口を有する。
As previously described with respect to FIG. 2, in the particular embodiment of the invention illustrated herein, the carburetor head 12 includes eight passages 30 having a lower outlet end in an upper row 50. And all of their outlet ends lie along a single circle around the tapered surface 32 of the head 12. As just described, only four of these passages 30 have openings at input end 30-1 at 90 degree intervals near upper opening 24.

【0017】図3Bを参照すると、図2の3B−3B線
に沿ってヘッド12の段図が示されている。図3Bは、
図3Aに対して45度だけ回転している。図3Bに示さ
れるように、上部の行50にある通路30(2つが見え
る)は、入力端30−1開口(図3A)の下に入力端3
0−2を有し、通路30は、アーク62によって示され
る角度でヘッド12の本体に形成される。この角度は、
入力端30−2開口が入力端30−1開口の下にあるよ
うに角度60より幾らか大きい。他の2つの通路30
は、一番上の行50に見ることができる2つの通路30
に対して90度のところにあるので、図3Bでは見えな
いが、キャビティ22での端30−2開口を有する。図
3Aにおける角度60を図3Bの角度とわずかに異なら
せることによって、24個の通路30のそれぞれの入力
端30−1、30−2、30−3、30−4、及び30
−6は、キャビティ22に沿って下方へ、軸20の周り
にある間隔で散在する。これにより、キャビティ22へ
流れる気相は効率的に分散する。4つの小さな通路34
(それらの2つのみが図3Aに見える)は、通路34の
それぞれの上部端34−1がキャビティ22の井戸状底
端26上の小さな距離にあるようにアーク64によって
示された角度で形成される。
Referring to FIG. 3B, a step diagram of the head 12 is shown along the line 3B-3B in FIG. FIG. 3B
It is rotated by 45 degrees with respect to FIG. 3A. As shown in FIG. 3B, the passage 30 (two visible) in the upper row 50 has an input end 30-1 under the aperture (FIG. 3A).
Having a 0-2, passage 30 is formed in the body of head 12 at an angle indicated by arc 62. This angle is
The input end 30-2 aperture is somewhat larger than the angle 60 so that it is below the input end 30-1 aperture. The other two passages 30
Has two passages 30 visible in the top row 50
3B, which is not visible in FIG. 3B, but has an end 30-2 opening in the cavity 22. By making the angle 60 in FIG. 3A slightly different from the angle in FIG. 3B, the input ends 30-1, 30-2, 30-3, 30-4, and 30 of each of the 24 passages 30 are provided.
-6 are interspersed downward along cavity 22 at an interval about axis 20. Thereby, the gas phase flowing to the cavity 22 is efficiently dispersed. Four small passages 34
(Only two of them are visible in FIG. 3A) are formed at an angle indicated by the arc 64 such that the top end 34-1 of each of the passages 34 is a small distance above the well bottom end 26 of the cavity 22. Is done.

【0018】図4を参照すると、温度対圧力の関数とし
て、CVD先駆化合物の気相と固相(または液相)の関
係を示すグラフ70が示されている。グラフ70の横軸
は摂氏の温度を示し、縦軸(非線形)は圧力(トル)を
示している。グラフ70は、例えば、テトラジメチルア
ミノチタン(tetradimethylaminotitanium:TDMA
T)のような先駆物質が気相である第1のライン72を
有する。温度が十分左へ、または圧力がライン72から
離れてグラフ70の上方へ移動すると、物質は固体(ま
たは、液体)状態へ戻る。与えられた先駆物質(例え
ば、TDMAT)がCVDに用いられた場合、ライン7
2上の点73に示されような温度の動作値と圧力の動作
値を用いるのが便利である。TDMATの場合、点73
の温度は約50℃であり、圧力は約0.5トルである。
グラフ70は、第2の先駆物質、すなわちペンタエチル
メチルアミノタンタル(pentaethylmethylaminotantalu
m:PEMAT)の気相関係を示す第2のライン74およ
び温度と圧力の動作値を示す点75を有している。同様
に、グラフ70は、ペンタジエチルアミノタンタル(pe
ntadiethylaminotantalum:PDEAT)に対するライン
76と動作点77、およびペンタジメチルアミノタンタ
ル(pentadimethylaminotantalum:PDMAT)に対す
るライン78と動作点79を有する。
Referring to FIG. 4, there is shown a graph 70 illustrating the relationship between the gas phase and the solid phase (or liquid phase) of a CVD precursor compound as a function of temperature versus pressure. The horizontal axis of the graph 70 indicates the temperature in degrees Celsius, and the vertical axis (non-linear) indicates the pressure (Torr). The graph 70 shows, for example, tetradimethylaminotitanium (TDMA).
The precursor such as T) has a first line 72 in the gas phase. As the temperature moves sufficiently to the left or the pressure moves away from line 72 and above graph 70, the material returns to the solid (or liquid) state. If a given precursor (eg, TDMAT) was used for CVD, line 7
It is convenient to use the operating value of temperature and the operating value of pressure as shown at point 73 on 2 above. In the case of TDMAT, point 73
Is about 50 ° C. and the pressure is about 0.5 Torr.
Graph 70 shows a second precursor, pentaethylmethylaminotantalu.
m: PEMAT) has a second line 74 indicating the gas phase relationship and a point 75 indicating the operating value of temperature and pressure. Similarly, graph 70 shows pentadiethylamino tantalum (pe
It has a line 76 and operating point 77 for ntadiethylaminotantalum (PDEAT) and a line 78 and operating point 79 for pentadimethylaminotantalum (PDMAT).

【0019】示されたいろいろな先駆化合物が装置10
においてCVD処理に用いられる場合、それらの各々は
低いチャンバ圧力を必要とすることがグラフ70から明
らかである。通常の大気温度及び圧力でのこれらの物質
は固体(または、液体)であるが、適当に低い圧力と上
昇した温度で、相を気相に変化させることが可能であ
る。矢印46によって示されるように、これらの物質が
気化ヘッド12(図1を参照されたい)へ配給される。
従って、気相がヘッド12を通過するとき固相(また
は、液相)へ戻らないようにするために、この気相はそ
の流れが著しく邪魔されないことが必要である。従っ
て、ヘッド12は、ハイ−フロー−コンダクタンス(高
い流れのコンダクタンス)、すなわちヘッドを通る圧力
低下が小さい(例えば、1トルの何分の1)を有する必
要がある。また、ヘッド12は、気相がヘッド12内を
通過するにしたがって、気相を所望の動作温度(例え
ば、グラフ70のライン72上の点73)に維持するべ
きである。ヘッド12は、ヒータ40によって所望の温
度に容易に維持される。
The various precursor compounds shown are for the device 10
It is evident from graph 70 that each of them requires low chamber pressure when used in CVD processes. At normal ambient temperatures and pressures, these materials are solid (or liquid), but at suitably low pressures and elevated temperatures, it is possible to change the phase to the gaseous phase. As indicated by arrows 46, these materials are delivered to vaporization head 12 (see FIG. 1).
Therefore, it is necessary that the flow of the gaseous phase is not significantly obstructed so that the gaseous phase does not return to the solid phase (or liquid phase) when passing through the head 12. Accordingly, the head 12 must have high-flow-conductance (high flow conductance), ie, a small pressure drop across the head (eg, a fraction of a Torr). Also, head 12 should maintain the gas phase at a desired operating temperature (eg, point 73 on line 72 of graph 70) as it passes through head 12. The head 12 is easily maintained at a desired temperature by the heater 40.

【0020】ここに示された本発明の特定の実施の形態
において、気化器ヘッド12は幾らかバルブ形状をして
いる。ヘッドを通る大きな通路30の直径は約0.2イ
ンチ(約0.508センチ)であり、小さな通路の直径
は約0.1インチ(約0.254センチ)である。通路
30と34の長さはそれらのそれぞれの直径より非常に
長い。ヘッド12を通る通路30と34は比較的大きい
ので、プラズマ励起ガスはヘッド12を通過することが
できる。これによって、ヘッド12の入口24とチャン
バの外側上にプラズマ励起源を配置することが可能であ
る。キャビティ22の直径は、約0.5インチ(約1.
77センチ)であり、キャビティはヘッド12の底部3
6近く(しかし、ヘッドを貫通しない)へ軸20に沿っ
て下方へ伸びている。ヘッド12の上部の直径は、約3
インチ(約7.62センチ)であり、ヘッドの下部は、
底面36において約1.5インチ(約3.81センチ)
の直径に傾斜している。上部の入口24から底36まで
のヘッドの長さは、約4インチ(約10.16センチ)
である。角度60(図3A)は約28度、角度64はそ
れよりやや大きく、そして角度62(図3B)は約35
度である。CVD処理中、圧力が1トルまたはそれ以下
の場合(図4参照)、約100から200sccmのア
ルゴンと混合した約2から10sccmの気化した先駆
物質(例えば、TDMAT)の流れがチャンバ14へヘ
ッド(所望の温度に維持されている)を通過した。ウエ
ハの温度は約400℃であり、ヘッド12の底部36か
ら約0.5インチ(約1.77センチ)に配置された。
処理サイクルは数分続いた。
In the particular embodiment of the invention shown here, the vaporizer head 12 is somewhat valve shaped. The diameter of the large passage 30 through the head is about 0.2 inches (about 0.508 cm), and the diameter of the small passage is about 0.1 inches (about 0.254 cm). The lengths of passages 30 and 34 are much longer than their respective diameters. The passages 30 and 34 through the head 12 are relatively large, so that the plasma excitation gas can pass through the head 12. This makes it possible to place a plasma excitation source on the inlet 24 of the head 12 and on the outside of the chamber. The diameter of the cavity 22 is about 0.5 inches (about 1.
77 cm) and the cavity is at the bottom 3 of the head 12.
6, extending downward along axis 20 to near (but not through the head). The diameter of the upper part of the head 12 is about 3
Inches (approximately 7.62 cm), and the lower part of the head is
About 1.5 inches (about 3.81 cm) at the bottom surface 36
The diameter is inclined. The length of the head from the top entrance 24 to the bottom 36 is about 4 inches (about 10.16 cm).
It is. Angle 60 (FIG. 3A) is about 28 degrees, angle 64 is slightly larger, and angle 62 (FIG. 3B) is about 35 degrees.
Degrees. During the CVD process, at pressures of 1 Torr or less (see FIG. 4), a flow of about 2 to 10 sccm of a vaporized precursor (eg, TDMAT) mixed with about 100 to 200 sccm of argon is headed into chamber 14 ( (Maintained at the desired temperature). The temperature of the wafer was about 400 ° C. and was placed about 0.5 inch (about 1.77 cm) from the bottom 36 of the head 12.
The processing cycle lasted several minutes.

【0021】上記の説明は、実例であるが、本発明を限
定するものではない。本発明の特徴を用いる気化器ヘッ
ド12のいろいろな変形や変更が当業者により可能であ
り、ここに説明され、請求項によって規定された本発明
の精神または範囲から逸脱することなく行なうことがで
きる。例えば、本発明は、説明された先駆物質のみの使
用に限られることなく、他のCVDの先駆物質であって
も有用である。さらに、本発明は、上述された気化器ヘ
ッド大きさ、直径の特定の組、または通路30と34の
特定の数、大きさ及び角度、または気化気ヘッドの特定
の材料、または製造方法に限定されない。
The above description is illustrative, but not limiting. Various modifications and alterations of the carburetor head 12 utilizing features of the present invention are possible by those skilled in the art and can be made without departing from the spirit or scope of the invention as described and defined by the claims. . For example, the invention is not limited to the use of only the described precursors, but is useful with other CVD precursors. Further, the invention is limited to the particular set of vaporizer head sizes, diameters, or particular numbers, sizes and angles of passages 30 and 34, or the particular materials or methods of manufacture of the vaporized heads described above. Not done.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】半導体ウエハ上への物質の化学気相堆積用の装
置の一部と共に、本発明の特徴を含む気化器ヘッドの断
面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a vaporizer head including features of the present invention, as well as a portion of an apparatus for chemical vapor deposition of a substance on a semiconductor wafer.

【図2】それぞれの開口及びヘッドを通るいろいろな気
相の通路の配置を示す気化器ヘッドの斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of a vaporizer head showing the arrangement of various gaseous passages through each opening and head.

【図3A】図2に示される3A−3Aによって得られ、
ヘッドを通る気相通路の大きさと角度の関係を示した気
化器ヘッドの断面図である。
3A is obtained by 3A-3A shown in FIG. 2;
FIG. 3 is a cross-sectional view of a vaporizer head showing a relationship between a size and an angle of a gas phase passage passing through the head.

【図3B】図2に示される3B−3Bによって得られ、
ヘッドを通る気相通路の大きさと角度の関係を示した気
化器ヘッドの断面図である。
3B obtained by 3B-3B shown in FIG. 2;
FIG. 3 is a cross-sectional view of a vaporizer head showing a relationship between a size and an angle of a gas phase passage passing through the head.

【図4】圧力と温度の関数として、いろいろなCVD先
駆化合物の気相対固相(または液相)の関係を示すグラ
フである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship of the vapor relative solid phase (or liquid phase) of various CVD precursor compounds as a function of pressure and temperature.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミン シ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94306 パロ アルト チャーシル アヴ ェニュー 151 (72)発明者 シアオシオン ユアン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95014 クパーティノ レインボウ ドラ イヴ #3 7374 (72)発明者 アンゾーン チャン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95129 サン ホセ ランドルスウッド コート 5847 (72)発明者 アン エヌ グイェン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95035 ミルピタス コロンブス ドライ ヴ 1075 Fターム(参考) 4K030 AA11 BA17 BA18 CA04 EA01 FA10 KA45 LA15 5F045 AF01 BB02 DP03 EC09 EE02 EF01 EF11  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Minshi United States of America California 94306 Palo Alto Chasir Avenue 151 (72) Inventor Xiaozion Yuan United States of America California 95014 Cupertino Rainbow Drive # 3 7374 (72) Inventor Unzone Chan United States of America CA 95129 San Jose Rundleswood Court 5847 (72) Inventor Ann N. Guen United States 95035 Milpitas Columbus Drive 1075 F-term (reference) 4K030 AA11 BA17 BA18 CA04 EA01 FA10 KA45 LA15 5F045 AF01 BB02 DP03 EC09 EE02 EF01 EF01EF

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 物質層の化学気相堆積に有用な先駆化合
物の気相を半導体上に与えるための気化器ヘッドであっ
て、 中心軸、外径、外側表面、入力端、出力端、及び前記入
力端と出力端間に長さを有する本体と、 前記本体は、気化した先駆化合物の流れを受けるための
出力端の近くで、貫通しない、入力端から中心軸に沿っ
てキャビティを確定しており、 前記キャビティは、生じる可能性のある凝縮した先駆化
合物の液滴または粒子を収容するための閉じた井戸上の
底部を有しており、 前記本体は、外側表面を通る前記キャビティから外方へ
気相の流れのためのヘッドを通る複数の通路を確定し、
前記通路の各々は、長さと直径を有し、前記中心軸に対
してそれぞれの角度で前記中心軸から放射状に延びてお
り、且つ前記複数の通路は、それらを通して流れる気相
に約1トルより小さな圧力の低下を生じるように、及び
気相が半導体表面に一様に流れるように、前記ヘッドを
通して流れる気相の分散を与えるのに十分な大きさの直
径を有しており、前記ヘッドは、ヘッドを通して流れる
気相に対して所望の動作温度を与えることを特徴とする
気化器ヘッド。
1. A vaporizer head for providing a vapor phase of a precursor compound useful for chemical vapor deposition of a material layer on a semiconductor, comprising: a central axis, an outer diameter, an outer surface, an input end, an output end, and A body having a length between the input end and the output end, the body defining a cavity along the central axis from the input end, not penetrating, near the output end for receiving a flow of vaporized precursor compound; Wherein the cavity has a bottom on a closed well for containing droplets or particles of condensed precursor compound that may form, and wherein the body is out of the cavity through an outer surface. Defining a plurality of passages through the head for the flow of the gas phase,
Each of the passages has a length and a diameter, extends radially from the central axis at a respective angle with respect to the central axis, and the plurality of passages provide about 1 Torr to a gas phase flowing therethrough. The head has a diameter large enough to provide a dispersion of the gaseous phase flowing through the head so as to cause a small pressure drop and so that the gaseous phase flows uniformly over the semiconductor surface; Providing a desired operating temperature to the gas phase flowing through the head.
【請求項2】 第1の複数の通路と第2の複数の通路が
あり、前記第1の複数の通路は、前記第2の複数の通路
の長さと直径より実質的に大きなそれぞれの長さと直径
を有しており、且つ前記第2の複数の通路の、前記中心
軸に対する傾斜した角度と異なるそれぞれの角度で設け
られていることを特徴とする請求項1に記載の気化器ヘ
ッド。
2. There is a first plurality of passages and a second plurality of passages, wherein the first plurality of passages have respective lengths substantially greater than the length and diameter of the second plurality of passages. The carburetor head according to claim 1, wherein the carburetor head has a diameter and is provided at a different angle from the inclined angle of the second plurality of passages with respect to the central axis.
【請求項3】 前記通路の第1のグループは、前記本体
下部の外表面の周りに配置された少なくとも1つの円形
の行に設けられたそれらの出力端を有し、前記通路の入
力端は、前記キャビティに沿って、中心軸の周りにそれ
ぞれ設けられていることを特徴とする請求項1に記載の
気化器ヘッド。
3. The first group of passages has their output ends provided in at least one circular row located around the outer surface of the lower body, and the input end of the passages is 2. The carburetor head according to claim 1, wherein the carburetor head is provided around the central axis along the cavity.
【請求項4】 前記本体の下部は、出力端に向かって内
方へ傾斜するテーパのついた表面を有し、且つ前記テー
パのついた表面に沿って、周りに等しい間隔のあけられ
た3つの円形の行があり、前記通路の出力端はそれぞれ
の行に沿っていることを特徴とする請求項3に記載の気
化器ヘッド。
4. The lower portion of the body has a tapered surface that slopes inwardly toward an output end, and is equally spaced around and along the tapered surface. 4. A carburetor head according to claim 3, wherein there are three circular rows and the output end of the passage is along each row.
【請求項5】 前記ヘッドの本体は、幾らか球状であ
り、前記通路の幾つかは、他の通路がある傾斜した角度
と異なる、前記中心軸に対する傾斜した角度にあり、前
記キャビティに開口している通路の入力端は、前記キャ
ビティに沿って、及びキャビティの周りに所望のパター
ンでそれぞれ設けられており、且つ前記キャビティへへ
の気相の流れは、化学気相堆積によって処理される半導
体に向かって、ヘッドから効率よく分配され、一様に流
れることを特徴とする請求項4に記載の気化器ヘッド。
5. The body of the head is somewhat spherical and some of the passages are at an oblique angle with respect to the central axis, where the other passages are at an oblique angle, and open to the cavity. The input ends of the passages are provided along and around the cavity in a desired pattern, respectively, and the flow of gas phase into the cavity is a semiconductor that is processed by chemical vapor deposition. 5. The carburetor head according to claim 4, wherein the carburetor head is efficiently distributed from the head and flows uniformly.
【請求項6】 半導体上へ金属及び他の層の化学気相堆
積中に、気化した先駆化合物を処理チャンバへ流すため
の気化器ヘッドであって、 中心軸と、内部にテーパのつけられた下部外表面と、入
力端と、出力端と、前記入力端と出力端の間に長さを有
する本体と、 前記本体は、前記中心軸に沿うキャビティを確定し、気
化した先駆化合物の流れを受けるための入力端に開口を
有し、前記キャビティは、前記先駆化合物の液滴と粒子
を収容するための出力端近くに閉じた井戸上の底部を有
し、気相を除いて前記ヘッドを離れるのを防止し、 前記本体は、気相の流れのための第1の複数の通路を確
定し、各々の通路は、長さと直径を有し、前記キャビテ
ィから前記下部の外表面へ、前記中心軸に対して第1の
傾斜した角度でホイールのスポークのように前記キャビ
ティから放射状に延びており、 前記本体は、気相の流れ用の第2の複数の通路を確定
し、各通路は、長さと直径を有し、前記キャビティから
下部の外表面へ、前記中心軸に対して第2の傾斜した角
度で、ホイールのスポークのように前記キャビティから
放射状に延びており、且つ前記本体は、長さと直径、及
び前記キャビティの前記井戸状の底部のすぐ上から前記
本体の出力端へ伸びている第3の複数の通路を確定し、
前記複数の通路は、十分大きな直径を有し、動作中にそ
こを通って流れる気相の流れに1トルの何分の1かの圧
力低下を生じることを特徴とする気化器ヘッド。
6. A vaporizer head for flowing vaporized precursor compounds to a processing chamber during chemical vapor deposition of metals and other layers on a semiconductor, the vaporizer head having a central axis and an internally tapered interior. A lower outer surface, an input end, an output end, a body having a length between the input end and the output end, wherein the body defines a cavity along the central axis and directs a flow of the vaporized precursor compound. An opening at an input end for receiving, the cavity having a bottom on a closed well near an output end for containing droplets and particles of the precursor compound, and excluding the gas phase from the head. Preventing the body from separating, wherein the body defines a first plurality of passages for a gas phase flow, each passage having a length and a diameter, from the cavity to the lower outer surface; Of the spokes of the wheel at a first oblique angle with respect to the central axis Extending radially from the cavity, the body defining a second plurality of passages for gaseous phase flow, each passage having a length and a diameter, from the cavity to a lower outer surface. Extends radially from the cavity like a spoke of a wheel at a second oblique angle with respect to the central axis, and the body has a length and diameter, and a distance from the well-like bottom of the cavity. Defining a third plurality of passages extending from above to an output end of the body;
A carburetor head, wherein the plurality of passages have a sufficiently large diameter to cause a pressure drop of a fraction of a Torr in the flow of the gas phase flowing therethrough during operation.
【請求項7】 前記第1と第2の複数の通路は約0.2
インチの直径を有し、前記第3の複数の通路は約0.1
インチの直径を有し、前記本体の長さは約4インチであ
り、及び前記キャビティの直径は約0.5インチである
ことを特徴とする請求項6に記載の気化器ヘッド。
7. The method of claim 1, wherein the first and second plurality of passages are about 0.2.
Inch diameter, and the third plurality of passages is about 0.1
7. The carburetor head according to claim 6, having a diameter of inches, the length of the body is about 4 inches, and the diameter of the cavity is about 0.5 inches.
【請求項8】 前記第1と第2の通路は、前記本体のテ
ーパのついた下部の外表面の周りに配置された複数の間
隔のあいた円形の行に沿ってそれぞれ間隔のあいた出力
端を有し、前記通路の入力端は、前記キャビティの長さ
に沿って、前記中心軸の周りに所望のパターンで配置さ
れていることを特徴とする請求項6に記載の気化器ヘッ
ド。
8. The first and second passages each have an output end spaced apart along a plurality of spaced circular rows disposed about a tapered lower outer surface of the body. 7. The carburetor head according to claim 6, wherein the input ends of the passages are arranged in a desired pattern around the central axis along a length of the cavity.
【請求項9】 前記第1の複数の通路に12の同じ間隔
の通路と前記第2の複数の通路に12の同じ間隔の通路
があり、各々は約0.2インチの直径を有し、前記通路
の出力端は、3つの円形の行に沿ってそれぞれ設けられ
ていることを特徴とする請求項8に記載の気化器ヘッ
ド。
9. The first plurality of passages has twelve equally-spaced passages and the second plurality of passages has twelve equally-spaced passages, each having a diameter of about 0.2 inches; 9. The carburetor head according to claim 8, wherein the output ends of the passages are respectively provided along three circular rows.
【請求項10】 前記複数の第3の通路の入力端は、前
記井戸状の底部の上のキャビティにそれぞれ配置され、
それらの出力端は、前記本体の出力端の周りに設けられ
ていることを特徴とする請求項8に記載の気化器ヘッ
ド。
10. The input ends of the plurality of third passages are respectively disposed in cavities above the well-shaped bottom,
9. A carburetor head according to claim 8, wherein the output ends are provided around the output end of the body.
【請求項11】 前記本体はアルミニウムであることを
特徴とする請求項6に記載の気化器ヘッド。
11. The carburetor head according to claim 6, wherein said body is aluminum.
【請求項12】 さらに、前記本体の上部の周りに配置
されたヒータを有し、動作中に前記ヘッドを通って流れ
る気相の温度を調整することを特徴とする請求項6に記
載の気化器ヘッド。
12. The vaporizer of claim 6, further comprising a heater disposed around an upper portion of the body to adjust a temperature of a gas phase flowing through the head during operation. Vessel head.
【請求項13】 半導体ウエハ上へ化学気相堆積するた
めの装置であって、前記装置は、 準大気圧に維持されている処理チャンバと、 処理中ウエハを保持するための、チャンバ内にあるプラ
ットフォームまたはサセプタと、 前記ウエハ上へ金属及び他の膜を化学気相堆積するため
の気化した先駆化合物をチャンバへ、及びウエハ上に流
すための気化器ヘッドとを有し、 前記ヘッドは、 中心軸と、外側表面と、入力端と、出力端と、前記入力
端と出力端の間に長さを有する本体と、 前記本体は、気化した物質の流れを受けるための前記入
力端に開口を有する前記中心軸に沿って伸び、前記キャ
ビティは、前記先駆化合物の液滴と粒子を集め、それら
が気相を除いて前記ヘッドから離れないための前記本体
の出力端近くに閉じた井戸上の底部端を有し、且つ前記
本体は、気化した物質の流れのために前記ヘッドを通し
て複数の通路を確定し、各通路は、長さと直径を有し、
且つ前記キャビティから外側表面へ、前記中心軸に対し
て傾斜した角度で、前記キャビティに沿って、また前記
キャビティの周りにホイールのスポークのように放射状
に延びており、前記複数の通路は、十分大きな直径を有
して、そこを通して流れる気化した先駆化合物に1トル
の何分の1かの圧力低下を与え、且つ気化した先駆化合
物がウエハ表面に一様に流れるように前記ヘッドを通し
て流れの分散を与えることを特徴とする装置。
13. An apparatus for chemical vapor deposition on a semiconductor wafer, said apparatus being in a processing chamber maintained at sub-atmospheric pressure and in a chamber for holding a wafer during processing. A platform or susceptor; and a vaporizer head for flowing a vaporized precursor compound to the chamber and onto the wafer for chemical vapor deposition of metals and other films on the wafer; A shaft, an outer surface, an input end, an output end, a body having a length between the input end and the output end, the body having an opening at the input end for receiving a flow of vaporized material. Extending along the central axis having a cavity on a well closed near the output end of the body for collecting droplets and particles of the precursor compound so that they do not leave the head except in the gas phase. Bottom edge And the body defines a plurality of passages through the head for a flow of vaporized material, each passage having a length and a diameter,
And extending radially from the cavity to the outer surface, at an angle to the central axis, along and around the cavity, such as spokes of a wheel, wherein the plurality of passages are substantially With a large diameter, the vaporized precursor flowing therethrough is given a pressure drop of a fraction of a torr and the flow distribution through the head is such that the vaporized precursor flows evenly over the wafer surface. An apparatus characterized in that:
【請求項14】 さらに、いろいろな先駆化合物が前記
ヘッドを通して流れるにしたがって、それらが所望の気
相温度に維持されるように、前記気化器ヘッドに結合さ
れたヒータを有することを特徴とする請求項13に記載
の装置。
14. The apparatus of claim 14, further comprising a heater coupled to said vaporizer head such that as various precursor compounds flow through said head, they are maintained at a desired gas phase temperature. Item 14. The apparatus according to Item 13.
【請求項15】 前記ヒータは、前記気化器ヘッドの上
部外側部分に結合されていることを特徴とする請求項1
4に記載の装置。
15. The heater of claim 1, wherein the heater is coupled to an upper outer portion of the carburetor head.
An apparatus according to claim 4.
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